電解法和化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器簡單比較

上個世紀(jì)90年代初期，電解食鹽法二氧化氯發(fā)生器在的尚處在研究試用階段，不論是材質(zhì)的選用還是結(jié)構(gòu)的設(shè)計均處于摸索時期。這個時期的電解食鹽法二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)效率較低，電和隔膜壽命較短，設(shè)備的不夠理想，且設(shè)備成本高，因而阻礙了該設(shè)備在我的發(fā)展。但參與開發(fā)該設(shè)備的工程技術(shù)人員一直在為此作不懈的努力，研究人員以設(shè)備的使用現(xiàn)場為試驗(yàn)室，不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，解決了一個又一個技術(shù)難題，改進(jìn)工藝，更好的電和隔膜，初步完善了整體結(jié)構(gòu)，改善了設(shè)備能，開發(fā)出電解法二代產(chǎn)品。同時，優(yōu)化了電解室技術(shù)參數(shù)，降低了槽電壓，改善了冷卻系統(tǒng)，提高了電流效率，降低了。90年代后期，又升級為三代產(chǎn)品，這代產(chǎn)品明顯的標(biāo)志是以電解鹽水的循環(huán)方式替代了溢流補(bǔ)償加鹽方式，并將分體式循環(huán)方式改為一體式循環(huán)方式，這是四代產(chǎn)品的標(biāo)志。在2000年初研究人員對電解室整體結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行了大膽的變革，解決了大型發(fā)生器每小時產(chǎn)量2000克以上到10000克的難題，這種產(chǎn)品被稱之為五代。

二氧化氯發(fā)生器已經(jīng)在外生活飲用水消毒中已大規(guī)模。外二氧化氯發(fā)生器以化學(xué)法為主，設(shè)備使用食品級鹽酸和食品級亞為原料，通過化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象制備二氧化氯消毒劑。該設(shè)備技術(shù)已經(jīng)十分成熟。

在因?yàn)橐话汶y于到食品級的鹽酸和亞，所以的化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器于飲用水消毒時，原料的、運(yùn)輸、存儲是關(guān)鍵制約因素，另使用工業(yè)原料管理不善會對飲用水造成二次污染，因此廣大農(nóng)村地區(qū)的村鎮(zhèn)供水飲用水消毒若化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器將存在一些障礙，從而影響到設(shè)備的正常使用。電解食鹽法二氧化氯發(fā)生器經(jīng)過十多年的發(fā)展在技術(shù)上已經(jīng)逐步成熟，同時其原料僅使用食鹽容易，同時避免了對飲用水消毒時原料的污染，目前在別是偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)個別已進(jìn)入了實(shí)際階段并顯露出了其獨(dú)的優(yōu)點(diǎn)，未來將會著廣闊的空間。

電解法和化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器優(yōu)缺點(diǎn)具體比較如下：

1、設(shè)備使用原料

1.1電解法二氧化氯發(fā)生器以(食鹽)為原料，電解飽和水溶液產(chǎn)生CLO₂、O₃、CL₂、H₂O₂等多種復(fù)合消毒劑。

電解飽和食鹽水溶液時電反應(yīng)：

陽反應(yīng)：　   2Cl^-－2e  Cl₂  　　　　　     φe=1.36V　             

4OH^-－4e  2H₂O＋O₂ 　　　　　 φe=0.41V
O₂+2OH^-－2e  O₃＋H₂O　　　    φe=1.24V

2H₂O－2e  H₂O₂＋2H⁺　　　　　 φe=1.77V

Cl₂＋4OH^-－2e  2ClO^-＋2H₂O　　φe=0.42V
ClO^-＋2OH^-－2e  ClO^-₂ ＋H₂O　  φe=0.66V
ClO₂^-－e  ClO₂ 　　　　　　　 φe=0.95V

陰反應(yīng)為：
　             2H₂O＋2e 2OH^-+H₂ 　　　　　 　 φe=-0.828V

1.2化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器以氯酸鹽（或亞）和酸（鹽酸或硫酸）為原料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生含CLO₂和CL₂的消毒劑（根據(jù)使用的氯酸鹽不同、反應(yīng)釜內(nèi)的酸度狀況、反應(yīng)釜內(nèi)溫度的狀況，CLO₂和CL₂含量會發(fā)生變化）。

鹽酸-法化學(xué)反應(yīng)方程式為：

5NaClO₂＋4HCl＝4ClO₂↑＋5NaCl＋2H₂O

鹽酸-亞法化學(xué)反應(yīng)方程式為：

5NaClO₂ + 4HCl   →   5NaCl + 4ClO₂ ↑+ 2H₂O

2．設(shè)備成本

電解法二氧化氯發(fā)生器主要部件由：①電解電源（含系統(tǒng)）、②電（陰和陽）、③電解槽（陽室、陰室）、④電解隔膜、⑤電解槽冷卻系統(tǒng)、⑥電解液循環(huán)系統(tǒng)（含磁力循環(huán)泵）、⑦融鹽系統(tǒng)、⑧自動污系統(tǒng)和自動補(bǔ)水系統(tǒng)、⑨電解槽溫度、進(jìn)水壓力測控系統(tǒng)、⑩消毒劑投加系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成。電解法二氧化氯發(fā)生器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。

化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器主要由：①兩個計量泵、②鈦金屬反應(yīng)釜（大部分為降低設(shè)備成本采用CPVC或PVC做反應(yīng)釜）、③加溫控制儀和加溫管(鹽酸-法不用加溫)、④兩個原料罐（酸原料罐和氯酸鹽原料罐）、⑤防爆炸裝置、⑥消毒劑投加系統(tǒng)、⑦氯酸鹽化料器、⑧卸酸泵等幾部分構(gòu)成?；瘜W(xué)法二氧化氯發(fā)生器設(shè)備，技術(shù)要求低。

因電解法二氧化氯發(fā)生器和化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器工作原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)完不同，所以設(shè)備成本和存在以下差異：消毒劑產(chǎn)量過300克∕小時的電解法二氧化氯發(fā)生器成本，比相同消毒劑產(chǎn)量的化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器成本高；消毒劑產(chǎn)量小于300克∕小時大于100克∕小時的電解法二氧化氯發(fā)生器成本，和相同消毒劑產(chǎn)量的化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器成本相當(dāng)；消毒劑產(chǎn)量小于50克∕小時的電解法二氧化氯發(fā)生器成本，比相同消毒劑產(chǎn)量的化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器。

3．消毒效果

3.1電解法二氧化氯發(fā)生器通過電解產(chǎn)生CLO₂、CL₂、O₃、H₂O₂等四種混合消毒劑, 各種消毒劑協(xié)同，具強(qiáng)氧化性和廣譜的殺菌能力，其消毒效果遠(yuǎn)強(qiáng)于任何單一的消毒劑。

3.2化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生含CLO₂和CL₂的消毒劑（氯酸鹽原料為）或單純產(chǎn)生一種CLO₂消毒劑（氯酸鹽原料為亞），綜合消毒效果比電解法發(fā)生器產(chǎn)生的多種復(fù)合消毒劑效果差。

4．

4.1電解法二氧化氯發(fā)生器消毒1000噸水的（每一千噸水按投加1公斤效氯計算）：4.8元

①每產(chǎn)生1公斤效氯需要食鹽1.6公斤（按0.5元/公斤計算）；

②每產(chǎn)生1公斤效氯耗電8度（電費(fèi)按0.5元/度）。

4.2化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器消毒1000噸水的（每一千噸水按投加1公斤效氯計算）：

①鹽酸-法：10元（按5500元/噸，鹽酸按900元/噸計算，未考慮和審批，未考慮反應(yīng)不充分的問題；未考慮原理純度問題）；

②鹽酸-亞法：30元（亞按12000元/噸，鹽酸按900元/噸計算，未考慮和審批，未考慮反應(yīng)不充分的問題；未考慮原理純度問題）。

6．設(shè)備的安性

6.1電解法二氧化氯發(fā)生器僅以食鹽為原料，設(shè)備安，即使誤操作或發(fā)生情況，都不會發(fā)生危險。

6.2化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器以氯酸鹽（主要是或亞）和酸（濃鹽酸或稀硫酸）為原料, 設(shè)備對條件要求苛刻，反應(yīng)釜生爆炸。原料在運(yùn)輸、貯存及使用過程中均需采取安措施，否則生安事故（每年都化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器爆炸的新聞報道：2008年7月廣州原料庫爆炸；2008年8月28號山西運(yùn)城原料庫爆炸燃燒；2008年9月23日北京大興區(qū)瀛?；瘜W(xué)法二氧化氯發(fā)生器反應(yīng)釜爆炸，死亡三人）。

7．原料及管理

7.1電解法二氧化氯發(fā)生器僅使用一種原料，原料來源廣低，渠道非常暢通，十分方便。原料的、運(yùn)輸、貯存不需要經(jīng)過*、安監(jiān)等部門的殊批準(zhǔn)。不用設(shè)專門的原料庫，不用制定相應(yīng)的管理制度，也不用設(shè)人員管理。

7.2化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器使用氯酸鹽（主要是或亞）和酸（濃鹽酸或稀硫酸）為原料，原料高、、運(yùn)輸困難，、運(yùn)輸、貯存需經(jīng)過*、安監(jiān)等部門的殊批準(zhǔn)（因?yàn)辂}酸是三類易制毒化學(xué)品，審批手續(xù)辦理非常困難，如不按規(guī)定、不按規(guī)定貯存、不按規(guī)定使用會受到嚴(yán)厲處罰和巨額罰款）。氯酸鹽（主要是或亞）和酸（濃鹽酸或稀硫酸）要專門的符合該種化工原料貯存條件的原料貯存庫，原料必須分間貯存，必須設(shè)人員管理，必須定相應(yīng)的管理制度，原料卸需配備防護(hù)設(shè)施及設(shè)備，否則生事故和危險。

8．操作性

8.1電解法二氧化氯發(fā)生器只需定期向設(shè)備內(nèi)添加食鹽，不用其它操作，設(shè)備，需專人職守。

8.2化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器不僅需要定期加酸，而且還需要操作人員自己配制規(guī)定濃度（8%～30%）的氯酸鹽水溶液。設(shè)備計量泵需定期校準(zhǔn)、反應(yīng)釜需定期清洗，原料的添加配置十分復(fù)雜，設(shè)備需專人職守，操作危險、煩瑣，不易掌握，對操作人員要求高高。

9．二氧化氯發(fā)生量的控制

9.1電解法二氧化氯發(fā)生器，通過調(diào)節(jié)電解電流的大小，從零到大發(fā)生量隨時連續(xù)地控制二氧化氯復(fù)合消毒劑的發(fā)生量（控制度： 1克/小時），所以電解法二氧化氯發(fā)生器適用于對消毒劑投加量控制要求嚴(yán)格的水消毒（如生活飲用水和游泳池水消毒）。

9.2化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器是通過調(diào)整計量泵的泵藥量，間接調(diào)整二氧化氯發(fā)生量，因受計量泵不能的連續(xù)調(diào)整投藥量的技術(shù)限制，化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器不能的調(diào)整二氧化氯消毒劑的發(fā)生量（控制度大于100克/小時），所以化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器只適用于對消毒劑投加量控制要求不嚴(yán)格的水消毒（如污水和中水消毒）。

10．適用范圍

10.1電解法二氧化氯發(fā)生器，適用于生活飲用水消毒或?qū)Π惨蟾叩乃緢鏊褂谩?/span>

原因：消毒劑控制精；除二氧化氯協(xié)同消毒劑外，任何其它物質(zhì)投加到被處理水體。設(shè)備，不會發(fā)生危險事故。

10.2化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器，適用于污水消毒或?qū)Π惨蟛桓叩乃緢鏊?/span>

原因：消毒劑控制精度差，使用工業(yè)原料產(chǎn)生消毒劑；化學(xué)藥劑不能完反應(yīng)（原料轉(zhuǎn)化率低于80%），反應(yīng)殘液部投加到被處理水體，對被消毒水體造成嚴(yán)重污染(造成氯酸根和亞氯酸根標(biāo))。化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器設(shè)備中的兩個計量泵工作一段時間后會產(chǎn)生很大的計量誤差，必須校準(zhǔn)，否則化學(xué)反應(yīng)會更不充分?；瘜W(xué)法二氧化氯發(fā)起一般都是負(fù)壓，如果計量泵后面的背壓閥產(chǎn)生故障，化學(xué)原料會虹吸入被消毒水體，造成嚴(yán)重水污染。

11．設(shè)備壽命

11.1電解法二氧化氯發(fā)生器是靜止的電解設(shè)備，除電解液循環(huán)磁力泵外沒運(yùn)動部件，設(shè)備故障率低，，使用壽命過十五年。

11.2化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器，主要部件兩臺計量泵是易損件，計量泵工作壹年以后需更換隔膜，使用三年以后整個計量泵泵需更換，否則計量誤差大很難校準(zhǔn)。反應(yīng)釜需定期沖洗，否則反應(yīng)釜易損壞。化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器使用壽命一般不過五年。

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